基于模糊層次分析法的高層建筑施工安全評(píng)價(jià)

蔡振禹 ，竟 莉

（1.河北工程大學(xué)，河北邯鄲 056006；2.邢臺(tái)學(xué)院，河北邢臺(tái) 054001）

近些年，我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展迅速，建筑行業(yè)已經(jīng)成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致人口逐漸向城市轉(zhuǎn)移，但是城市土地的有限性使得高層建筑應(yīng)運(yùn)而生，高層建筑通常指超過(guò)10層的住宅建筑和高度超過(guò)24m的其他民用建筑。高層建筑的出現(xiàn)極大的解決了城市人口居住問(wèn)題，并且隨著施工工藝和使用材料的創(chuàng)新，加速了高層建筑的發(fā)展。雖然高層建筑帶來(lái)許多便捷，但是高層建筑由于風(fēng)險(xiǎn)種類繁多，各風(fēng)險(xiǎn)之間關(guān)系復(fù)雜等特點(diǎn)，使得一些安全問(wèn)題得不到妥善解決，施工現(xiàn)場(chǎng)安全事故頻發(fā)，如：高處作業(yè)時(shí)發(fā)生墜落，大型機(jī)械在作業(yè)時(shí)對(duì)人員產(chǎn)生碰撞，施工現(xiàn)場(chǎng)用電裝置發(fā)生漏電，構(gòu)筑物發(fā)生坍塌等等。我國(guó)每年在建筑施工過(guò)程中發(fā)生的安全事故不僅對(duì)經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)造成損失還對(duì)作業(yè)人員生命造成傷害。雖然政府出臺(tái)了相應(yīng)政策加強(qiáng)對(duì)工程項(xiàng)目法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，使得施工安全狀況得到改善，但整體局勢(shì)還是比較嚴(yán)峻。因此本文通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)影響因素進(jìn)行分析，找出重要影響因素，并對(duì)其進(jìn)行管理和控制，從而達(dá)到對(duì)施工安全評(píng)價(jià)及管理的目的。

1 確定模糊層次分析評(píng)價(jià)模型

模糊層次分析是將定性分析和定量分析相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方法。首先對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)影響因素進(jìn)行分析，根據(jù)因素的屬性不同進(jìn)行分類，形成不同的層次，建立指標(biāo)體系，對(duì)各因素進(jìn)行賦值計(jì)算權(quán)重，然后根據(jù)每個(gè)因素的重要性確定其隸屬度，構(gòu)建評(píng)價(jià)矩陣，將評(píng)價(jià)矩陣和權(quán)重結(jié)合進(jìn)行綜合運(yùn)算，得出對(duì)目標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果。運(yùn)用此評(píng)價(jià)模型有助于解決施工現(xiàn)場(chǎng)安全評(píng)價(jià)問(wèn)題，其主要步驟如下所示。

1.1 確定影響因素集U

通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)影響因素進(jìn)行屬性劃分，建立指標(biāo)體系，確定目標(biāo)指標(biāo)為U，各評(píng)價(jià)指標(biāo)為u。

1.2 確立評(píng)價(jià)集V

依據(jù)一定的準(zhǔn)則對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行量化評(píng)定確定評(píng)價(jià)集V，得出相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)矩陣R，其中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化數(shù)值即為其隸屬程度。

1.3 確定各指標(biāo)權(quán)重

將影響評(píng)價(jià)對(duì)象的因素依據(jù)屬性和關(guān)系的不同進(jìn)行分組形成遞階層次結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)各指標(biāo)的重要程度進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)成各指標(biāo)的判斷矩陣，從而確定其權(quán)重。

（1）兩兩指標(biāo)比較比例標(biāo)度含義如表1所示。

表1 標(biāo)度含義

（2）計(jì)算判斷矩陣中每行元素乘積

（3） 計(jì)算Mi的n次方根

（5）計(jì)算判斷矩陣的最大特征值

（6） 一致性檢驗(yàn)

RI可從RI值表中獲得。當(dāng)CR＜0.1時(shí)，滿足一致性。否則，認(rèn)為其不滿足一致性，需修改其中的元素值。

1.4 模糊層次綜合運(yùn)算

根據(jù)模糊層次分析評(píng)價(jià)模型，首先進(jìn)行一級(jí)指標(biāo)的綜合運(yùn)算，然后基于一級(jí)指標(biāo)的模糊矩陣進(jìn)行目標(biāo)層的綜合運(yùn)算得出研究對(duì)象的模糊矩陣。

Y＝W*R

Y為模糊矩陣，W為權(quán)重矩陣，R為評(píng)價(jià)矩陣。

2 實(shí)證分析

本文以邯鄲市某高層住宅建筑項(xiàng)目為分析目標(biāo)，該建筑項(xiàng)目總占地面積為35614m2，建筑層數(shù)為26層，建筑高度為80m。通過(guò)對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)查和咨詢，對(duì)收集的資料進(jìn)行分析，確定高層建筑施工安全影響因素，共分為四大類，對(duì)四大類按照屬性劃分為十五項(xiàng)，建立了高層建筑施工安全評(píng)價(jià)的遞階層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 遞階層次結(jié)構(gòu)

圖1中高層建筑施工安全評(píng)價(jià)為目標(biāo)層A，人的因素指標(biāo)、物的因素指標(biāo)、管理因素指標(biāo)、環(huán)境因素指標(biāo)為一級(jí)指標(biāo)用Y表示，二級(jí)指標(biāo)共十五項(xiàng)用y表示。

根據(jù)建筑項(xiàng)目的評(píng)價(jià)要求，將評(píng)價(jià)等級(jí)設(shè)置為安全（v1）、較安全（v2）、臨界（v3）、危險(xiǎn)（v4）、很危險(xiǎn)（v5）。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、有關(guān)專家的走訪和咨詢得出了各指標(biāo)的評(píng)價(jià)矩陣如表2所示。對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行賦值計(jì)算得其權(quán)重，并滿足一致性要求，權(quán)重?cái)?shù)據(jù)如表3所示。

表2 評(píng)價(jià)矩陣表

表3 權(quán)重表

根據(jù)Y＝W*R，對(duì)人的因素指標(biāo)中的評(píng)價(jià)矩陣和權(quán)重矩陣進(jìn)行綜合運(yùn)算。

Y1＝W1*R1

通過(guò)計(jì)算可得 Y1＝（0.253 0.4 0.227 0.120 0），同理可得 Y2，Y3，Y4。

Y2＝（0.187 0.558 0.127 0.127 0）

Y3＝（0.210 0.443 0.231 0.101 0.015）

Y4＝（0.046 0.341 0.484 0.130 0）

依據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)隸屬度最大準(zhǔn)則，Y1的最大隸屬度為0.4，評(píng)價(jià)等級(jí)為v2，處于較安全狀態(tài)，同理可得Y2處于較安全狀態(tài)，Y3處于較安全狀態(tài)，Y4處于臨界狀態(tài)。

根據(jù)以上得到的一級(jí)指標(biāo)的模糊矩陣構(gòu)成目標(biāo)層的評(píng)價(jià)矩陣R。

通過(guò)計(jì)算可得目標(biāo)層的模糊矩陣，Y=（0.208 0.445 0.225 0.120 0.002），可知安全評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬度為0.208，較安全評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬度為0.445，臨界評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬度為0.225，危險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬度為0.120，很危險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)隸屬度為0.002，根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)隸屬度最大準(zhǔn)則，可知該高層建筑項(xiàng)目施工安全綜合評(píng)價(jià)處于較安全狀態(tài)。

3 結(jié)論

將模糊層次分析法的理論知識(shí)應(yīng)用到高層建筑施工安全評(píng)價(jià)中，利用建立的模糊層次分析模型實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑項(xiàng)目施工安全的評(píng)價(jià)，得出在以下三個(gè)方面：（1）操作人員的遵紀(jì)守法施工；（2） 大型機(jī)械設(shè)備的安全控制；（3） 操作人員的安全意識(shí)狀態(tài)和行為。這三方面重要性較高，針對(duì)此結(jié)果在高層建筑施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全的監(jiān)管，安全管理制度的規(guī)范實(shí)施，施工操作行為的規(guī)范與檢查，人員安全意識(shí)和防護(hù)知識(shí)的教育，從根本上減少施工安全事故的發(fā)生。通過(guò)綜合運(yùn)用層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以有效的提高評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，對(duì)施工安全管理有一定的指導(dǎo)作用。